PixelMeteo (Monitor Ramalan Daya UltraLow): 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

IOT adalah perkara yang keren kerana membolehkan anda menyambungkan semuanya ke internet dan mengawalnya dari jauh tetapi ada satu perkara yang keren juga dan dipimpin … Tetapi ada satu perkara lagi, kebanyakan orang tidak suka wayar, tetapi mereka tidak Tidak seperti menukar sel bateri, jadi akan menjadi luar biasa jika ia dapat berjalan selama bertahun-tahun tanpa menukar bateri. Dengan idea inilah lahirlah projek ini.

Sebelum memulakan, jika anda menyukai Projek ini, sila pertimbangkan untuk memilih projek ini di WIRELESS AND LED CONTEST yang akan saya hargai

Projek ini adalah monitor cuaca yang menunjukkan ramalan cuaca untuk jam berikutnya dengan animasi piksel retro dan dapat berfungsi hingga 3 tahun (hampir teoritis). Peranti ini berjalan dengan ESP8266 dan menghubungkan ke Accuweather (yang merupakan web ramalan cuaca) untuk mendapatkan cuaca di tempat yang anda pilih menunjukkan animasi retro piksel dengan cuaca dan suhu. Nombor sisi kiri adalah puluhan dan nombor sisi kanan adalah unit nilai suhu. Setelah menunjukkan maklumat itu mematikan dirinya untuk menjimatkan tenaga.

Jadi sudah tiba masanya untuk memulakan!

Langkah 1: Apa Yang Anda Perlu?

Semua komponen mudah didapati di eBay atau beberapa laman web cina seperti Aliexpress atau Bangood. Sebahagian besar nama komponen saya melampirkan pautan ke produk. Beberapa komponen seperti perintang dijual dalam bungkusan jadi jika anda tidak mahu begitu banyak perintang disarankan untuk membeli di kedai tempatan.

Alat

• Pencetak 3D.
• Pengaturcara FTDI USB to TTL
• Pateri

Komponen

• WS2812 61 Cincin bit: 13 €
• ESP8266-01: 2.75 €
• 2x 2N2222A: 0,04 € (Mana-mana transitor NPN yang serupa akan berfungsi)
• BC547 atau 2N3906: 0,25 € (Sebarang transistor PNP yang serupa akan berfungsi dan anda mungkin akan dapati lebih murah di kedai tempatan)
• Perintang 3X 220 Ohm: Boleh jadi sekitar 0.1 € pautan untuk kit perintang.
• PCB yang digerudi 40x60mm: 1.10 € (Anda hanya memerlukan 40x30mm).
• 1 Kapasitor 470uF / 10V
• Wayar
• 3 Sel AAA

Langkah 2: Litar Elektrik dan Bagaimana Ia Berfungsi

Untuk menunjukkan cara kerjanya saya melampirkan dua foto, yang pertama adalah paparan protoboard di Fritzing (juga saya memuat naik fail) dan yang kedua adalah skema di Eagle dengan juga reka bentuk PCB. Walaupun memiliki beberapa komponen "analog", adalah rangkaian yang cukup sederhana.

Operasi litar ini adalah: Semasa anda menekan butang, litar transistor NPN dan PNP, memberi makan ESP8266 dan LEDS. Litar jenis ini dipanggil "Latching Button" anda dapat melihat penjelasan yang bagus mengenai jenis litar ini atau di sini. Apabila semuanya selesai (Telah ditunjukkan animasi), mikrokontroler memberikan keadaan tinggi ke dasar transistor dan mereka mematikan litar. Itulah sebabnya ia menghubungkan pangkalan transitor NPN kedua ke tanah.

Sebab untuk menggunakan litar ini adalah kerana kita ingin memiliki penggunaan minimum dan dengan konfigurasi ini kita dapat mencapai sekitar 0,75 µA ketika dimatikan, yang lebih kurang… tidak ada. Penggunaan semasa ini kerana transistor mempunyai arus kebocoran.

Sekiranya anda tidak mahu sedikit teori melompat ke baris seterusnya:

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Saya tidak mahu mendalami teori ini, tetapi saya rasa senang mengetahui bagaimana mengira berapa banyak autonomi yang boleh dimiliki peranti seperti ini. Jadi, sedikit teori.

Dalam peranti IOT mencapai jangka hayat bateri yang besar adalah 50% dari peranti, jadi ada cara untuk mencapai autonomi selama bertahun-tahun: Hanya hidupkan apabila diperlukan dan untuk waktu yang sangat sedikit dan mereka akan membuat pemasa atau sensor memutuskan bila dihidupkan lagi. Saya fikir ia jelas dengan contoh.

Menggambar sensor kelembapan di hutan yang menangkap tahap kelembapan di zon hutan dan zonnya agak tiba-tiba, jadi anda memerlukan sesuatu yang boleh berfungsi selama bertahun-tahun tanpa interaksi manusia dan ia mesti berada dalam 30 saat (Yang mana masa yang perlu mengukur dan menghantar maklumat) setiap 12 jam. Jadi, skematiknya adalah: Pemasa yang dimatikan 12 jam dan 30 saat dengan output pemasa menghubungkan ke input bekalan mikrokontroler. Pemasa ini selalu dihidupkan, tetapi mempunyai penggunaan nanoamperes.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Akhir teori

Sebaik sahaja kita melihat contoh ini, kita dapat melihat bahawa ia agak serupa dengan projek ini hanya dengan perbezaan kita memutuskan waktu cuti. Oleh itu, untuk mengira masa hayat bateri, kita mesti menggunakan formula yang dilampirkan dalam gambar dan ini adalah nilai yang harus digunakan:

• Ion: Arus yang dimakan ketika dihidupkan (Dalam hal ini bergantung pada cuaca kerana setiap animasi mempunyai penggunaan yang dapat dari 20mA hingga 180mA dan a)
• Ton: Masa yang ada. (Dalam kes ini setiap kali anda memulakan peranti akan hidup selama 15 saat)
• Ioff: Penggunaan semasa apabila dimatikan.
• Toff: Masa cuti. (Ini sepanjang hari (dalam beberapa saat) kurang 15 saat jika kita hidupkan sekali sahaja).
• Kapasiti bateri. (Dalam kes ini 3 sel AAA bersiri dengan kapasiti 1500mAh).

Masa hayat bateri bergantung pada berapa kali anda menghidupkan pada hari dan cuaca, kerana ketika cerah dengan awan, saliran semasa sekitar 180 mA tetapi ketika hujan atau turun salju, hanya 50 mA.

Akhirnya dalam Projek ini kita dapat mencapai 2.6 tahun dengan menerapkan nilai-nilai ini dengan formula:

• Kapasiti bateri: 1000mAh.
• Ion: 250mA (Perkara terburuk-> Awan cerah)
• Ioff: 0.75uA
• Ton: 15 seg (Hidupkan sekali sahaja sehari)
• Toff: 24 jam kurang 15 saat.

Foto terakhir adalah PCB yang sudah siap tetapi anda juga boleh dengan mudah menggunakan PCB yang digerudi yang lebih baik jika anda tidak tahu bagaimana membuat PCB Cooper.

Langkah 3: Bagaimana Ia Berfungsi Kod?

Projek ini dijalankan dengan ESP8266-01 dan Arduino IDE

Saya melampirkan video dengan setiap animasi dan penggunaan kes. Kualiti video bukanlah yang terbaik, kerana agak sukar untuk dirakam dengan gerakan yang ringan. Apabila anda melihat dengan mata anda kelihatan lebih baik.

Kodnya jika didokumentasikan sepenuhnya sehingga anda dapat melihat semua butirannya tetapi saya akan menerangkan bagaimana ia berfungsi dengan cara "skematik" dan apa yang diperlukan untuk berfungsi dengan betul.

Aliran kerja perisian ini adalah:

1. Menyambung ke rangkaian Wi-Fi anda. Sementara itu menghubungkannya menunjukkan animasi dalam LED.
2. Buat Pelanggan http dan sambungkan ke Accuweather Web.
3. Kirim permintaan Dapatkan JSON ke Accuweather. Ini pada dasarnya meminta ramalan kepada web untuk jam berikutnya di suatu tempat. Data tambahan: Ini sangat menarik untuk banyak projek kerana dengan perkara ini anda mendapat data dari nilai bas tempatan, bawah tanah, kereta api … atau stok tempatan anda. Dengan data tersebut, anda boleh melakukan apa sahaja yang anda mahukan misalnya menghidupkan bel semasa bas anda tiba atau beberapa nilai stok turun.
4. Sebaik sahaja kami menerima maklumat dari web, perlu "Split" maklumat dan simpan dalam pemboleh ubah. Pemboleh ubah yang digunakan pada ketika ini adalah: suhu dan penggunaan ikon di web untuk menunjukkan ramalan.
5. Sebaik sahaja kita mempunyai suhu, kita perlu mengubahnya menjadi bilangan lekapan yang harus dihidupkan dan warna mana yang perlu digunakan. Sekiranya suhu lebih tinggi 0º Celsius, warnanya berwarna jingga dan dalam kes lain berwarna biru.
6. Mereka bergantung pada nilai pemboleh ubah ICON, kami memilih animasi mana yang sesuai.
7. Akhirnya 5 saat kemudian peranti akan mematikan dirinya.

Sebaik sahaja kita tahu cara kerjanya, perlu menulis beberapa data dalam kod, tetapi cukup mudah. Dalam foto yang dilampirkan, anda dapat melihat data mana yang harus anda ubah dan baris mana

Langkah pertama: Anda perlu mendapatkan Kunci Api Acuweather ke laman web ini dan mendaftar-> API Acuweather

Langkah kedua: Setelah anda log masuk ke laman web ini dan ikuti langkah ini. Anda perlu mendapatkan lesen percuma dan membuat APLIKASI apa pun, anda hanya mahukan kunci API.

Langkah ketiga: Untuk mendapatkan lokasi, hanya perlu mencari bandar yang anda mahukan di Accuweather dan mereka melihat URL dan menyalin nombor yang dicetak tebal dalam contoh:

www.accuweather.com/es/es/Estepona/301893/weather-forecast/301893 (Nombor ini khusus untuk setiap bandar)

Langkah terakhir: Perkenalkan data Wi-Fi anda dan muat naik kodnya ke Mikrokontroler.

Langkah 4: Mencetak Lampiran

Untuk mencetak bahagian saya menggunakan tetapan ini di Cura:

Potongan atas dan bawah:

-0.1mm setiap lapisan.

-60 mm / s.

-Tanpa sokongan.

Bahagian tengah:

-0.2mm setiap lapisan

-600mm / s

-Sokongan 5%.

Semua bahagian mesti berorientasi seperti pada foto yang dilampirkan

Langkah 5: Menyertainya

Hadiah Pertama dalam Peraduan Tanpa Wayar